Diagnostica per la cura delle patologie d'umidità muraria ed ambientale

Un organismo edilizio è paragonabile ad un essere vivente; al pari di quest'ultimo è talvolta affetto da patologie che occorrono per svariati motivi: mancanza di manutenzione, cattivo uso degli spazi confinati, ecc. La scienza medica procede, prima di prescrivere la cura di una malattia, ad un'anamnesi delle circostanze che l'hanno prodotta; solo dopo indagini ed analisi, il dottore prevede una terapia di cura, per combattere la fase acuta del male, congiuntamente ad una strategia per la convalescenza di medio-lungo periodo. Cosi è da comportarsi nella cura degli edifici affetti da problemi di umidità muraria ed ambientale: senza un'anamnesi approfondita delle condizioni di vita del fabbricato fino all'insorgenza delle patologie, supportata dalle giuste attività di diagnosi, è impossibile prescrivere la cura ad hoc; quest'ultima deve infatti risolvere definitivamente i problemi presenti ed indicare il percorso da seguire, nel medio-lungo termine, per corroborare i risultati raggiunti e consolidare gli effetti benefici della cura nel tempo.

L'attività di diagnosi dell'umidità in edilizia si può suddividere in due categorie: diagnosi dell'umidità muraria e diagnosi dell'umidità ambientale.

Questa attività si occupa d'indagare la presenza d'umidità all'interno degli elementi componenti il fabbricato; essi svolgono differenti funzioni: muri perimetrali, partizioni interne, muri contro-terra, pavimenti, soffitti, coperture piane ed a falda, ecc.

La diagnostica può essere di tipo qualitativo e quantitativo. La prima tipologia d'esami ha come finalità la mera determinazione della presenza dell'umidità mentre la seconda produce anche valori del contenuto d'acqua presente all'interno dell'elemento edilizio esaminato; si dà seguito prima alle indagini qualitative e, a seconda delle necessità di specie, si determina l'utilità di procedere successivamente anche ad una di tipo quantitativo.

Si tratta di uno strumento che è in grado di misurare e diagnosticare l'umidità nei materiali da costruzione e, pertanto, consente l'identificazione ed il monitoraggio delle condizioni di umidità presenti all'interno di elementi edilizi come, ad esempio, muri, pavimenti e soffitti, parti lignee, ecc.

Il funzionamento strumentale si basa sulla resistenza offerta dal materiale investigato ad essere attraversato dal campo elettrico che, attraverso elettrodi metallici, l'igrometro immette nell'oggetto da investigare; attraverso il confronto fra dati, presi in corrispondenza di punti dell'elemento costruttivo investigato, si determinano le sue zone più umide, dato che esse sono caratterizzate da una maggiore conduttività elettrica, a parità di materiale costituente, provocata dalla presenza idrica.

Si ricorda che i dati ottenuti non forniscono l'esatto contenuto d'acqua ivi presente ma consentono, se analizzati con la dovuta competenza professionale, di addivenire a conclusioni interessanti sulla distribuzione dell'umidità in loco.

L'igrometro può essere utilizzato su materiali, a bassa conduttività elettrica come legno e muratura, per rilevare la percentuale d'umidità presente, avendo l'accortezza di controllare che questo strumento di misura sia regolato in base al tipo di materiale da esaminare; il responso, fornito dallo strumento, è costituito di dati numerici, accompagnati da indicazioni visive e sonore, evocative della gravità dell'umidità riscontrata.

Un colore verde, insieme all'assenza di tono sonoro, corrispondono ad una percentuale umida nella norma, colore giallo, con segnale acustico intermittente, umidità in soglia critica, colore rosso, accompagnato da suono fisso, superficie aggravata da elevata bagnatura.

Il rilievo dei dati d'umidità può essere effettuato sia superficialmente che in profondità dell'elemento considerato consentendo così anche la diagnostica dell'intera stratigrafia di una tipologia edilizia. Affinché ciò sia possibile, sono a disposizione le prolunghe delle parti sensibili dello strumento che, collegate elettricamente all'igrometro, permettono di raggiungere punti in profondità grazie a fori, preventivamente eseguiti nel pannello murario da esaminare.

La trasmissione degli impulsi elettrici avviene, quindi, attraverso questi presidi; essi agiscono, in forma puntuale, sulle superfici da investigare; qualora, però, il materiale da investigare non sia forabile, è sempre possibile effettuare la misura utilizzando il ringrosso presente sul dorso dello strumento, appoggiando quest'ultimo direttamente sull'area d'ispezione.

Il degrado maggiore, provocato dalla presenza dell'umidità all'interno dell'opera muraria, è provocato dai sali in essa contenuti. Questi composti chimici, stabili ordinariamente in forma cristallina, posti in acqua si sciolgono, scomponendosi in ioni di massa trascurabile, a confronto di quella dei materiali da costruzione di cui è fatto l'elemento costruttivo considerato; nel momento in cui però l'acqua scompare per evaporazione, essi tornano in forma cristallina, occupando spazio nel pannello murario che li accoglie e dando luogo a formazioni denominate efflorescenze oppure, nel caso che si formino al di sotto della superficie visibile dell'oggetto bagnato, sub-efflorescenze. È intuibile che lo spazio, occupato dai cristalli formatisi, viene sottratto all'opera muraria provocando al suo interno micro-rotture che danneggiano i letti di malta interni, i blocchi costituenti stessi, gli intonaci di rivestimento e la pellicola pittorica; queste efflorescenze si manifestano frequentemente sotto forma di polveri biancastre che fuoriescono da sbollature e scrostature dei rivestimenti murari oppure che macchiano i blocchi costituenti ed i letti di malta delle murature a faccia vista.

L'igrometro può essere usato anche come strumento d'indagine conoscitiva iniziale volta a determinare la presenza di sali idrosolubili. Dopo aver inumidito della carta filtro ed aver stabilito come riferimento il livello d'umidità a contatto con essa, si pone la carta contro la superficie d'interesse, tenendola a contatto con essa per circa 30 secondi. Dopo aver rimosso la carta dalla superficie d'indagine, si effettua quindi una nuova misura della sua umidità, dal lato che non è stato posto a contatto con il pannello esaminato: se i valori registrati sono inferiori a quelli iniziali, si può supporre la presenza di sali idrosolubili sulla muratura oggetto di diagnosi; essi infatti hanno assorbito parte dell'acqua precedentemente contenuta nella carta filtro, ritornando in soluzione sulla superficie muraria. In questo caso si devono specializzare ulteriormente le indagini dando seguito ad appositi esami di laboratorio (la cromatografia ionica è quello più indicato) per sapere quali composti salini degradino il luogo d'indagine e procedere alla sua bonifica con maggiore cognizione di causa.

Lo strumento “principe” per l'indagine qualitativa dell'umidità muraria è la termocamera.

La forma primordiale di questo macchinario aveva dimensioni considerevoli e necessitava d'ingombranti accessori per poter funzionare correttamente. Oggi è disponibile anche in formato portatile e addirittura, negli ultimi anni, è arrivato ad un grado di miniaturizzazione tale da poter essere installato su droni senza perdita di qualità nelle immagini prodotte.

La diagnosi termografica si serve della radiazione infrarossa: si richiamano di seguito alcuni aspetti di questa grandezza fisica.

L'infrarosso è una parte dello spettro delle onde elettromagnetiche, presenti in natura, che occupa la fascia di lunghezze d'onda comprese fra 0,007 mm ed i 3 mm; se si considera che 0,007 mm è la lunghezza d'onda della luce rossa, estremo di maggiore lunghezza d'onda della parte visibile della radiazione solare, si comprende che radiazioni aventi lunghezze d'onda maggiori di questa, non siano visibili all'occhio umano; quest'ultimo la percepisce, però, sotto forma di calore.

Ogni corpo in natura emette radiazioni nel campo dell'infrarosso, dato che esso scambia calore con l'ambiente circostante: a tale regola, ovviamente, non si sottraggono neanche le murature, gli infissi, i pavimenti e quant'altro di nostro interesse nella presente scheda; se immagino di suddividere la superficie di un corpo in tanti quadrati, ognuna di queste areole emetterà mediamente un flusso di radiazione infrarossa proporzionale alla quantità di calore che, in quel momento, emana.

Il flusso di radiazione infrarossa, rilevato come flusso termico dai nostri sensi è direttamente proporzionale alla quantità di calore emessa ed alla differenza di temperatura.

La termocamera è dotata, al suo interno, di un sensore digitale in grado di leggere la radiazione infrarossa. Questo dispositivo elettronico è suddiviso in pixels quadrati di lato sempre più piccolo e numero sempre maggiore, all'aumentare della “risoluzione termica” dello strumento. Minore è la differenza di temperatura, esistente fra le varie porzioni di una superficie e maggiore dovrà essere la risoluzione termica del “sensore microbolometrico”, cioè la parte sensibile all'infrarosso della termocamera.

A seconda del tipo di materiale, la quantità di radiazione infrarossa emessa è differente: il termografo, il tecnico cioè qualificato ed abilitato all'uso della termocamera, dovrà tenere in giusta considerazione l'emissività della superficie investigata, cioè il valore del parametro che meglio caratterizza la proprietà emittente di ciascun corpo, regolando opportunamente lo strumento durante la battuta termografica.

La termocamera quindi, opportunamente regolata e adoperata da mano esperta, qualificata ed abilitata, è in grado di eseguire la “mappatura termica” della superficie inquadrata, scattandone il “termogramma” cioè la distribuzione delle temperature delle areole nella quale la immagina suddivisa nel suo sensore: dato che, in edilizia, le differenze di temperatura sulle superfici d'indagine sono molto ridotte, è necessario che la risoluzione termica non sia superiore a 0,04 °C. Queste differenze di temperatura sono il dato oggettivo fornito dalla termocamera ed essendo connaturate al termogramma, non possono essere alterate.

Attraverso l'hardware della termocamera, ciascun valore di temperatura è associato ad un colore: il dato energetico, rilevato nella sfera invisibile, viene così portato nel visibile, riprodotto cioè sul display della termocamera. La scelta della palette di colori, da utilizzare per la rappresentazione delle immagini termiche, è in mano al termografo che valuta quale, fra quelle a sua disposizione, meglio renda comprensibile la natura del fenomeno da lui individuata. Ogni termogramma, quindi, oramai nella sfera del visibile, può essere elaborato al PC ed utilizzato per la redazione della perizia di diagnosi dello stato di degrado riscontrato. Siccome nella termocamera è installato, generalmente, anche un sensore capace di registrare la radiazione visibile, si scattano, contestualmente, un'immagine termica ed una “nel visibile” dello stesso punto, contestualizzando così, in modo molto eloquente, la distribuzione termica ritratta.

Sia considerato adesso che le variazioni d'umidità superficiale sono associate a somministrazione (esposizione a radiazione solare) o sottrazione (evaporazione di superfici umide) d'energia sotto forma di calore e, pertanto, a variazioni di temperatura locali sul corpo che le subisce; il termogramma della superficie indagata, se correttamente scattato, restituisce quindi la mappatura delle sue zone più fredde che, spesso, possono essere anche quelle più umide: il termografo certificato, aiutandosi anche con l'igrometro, sa distinguere fra le zone fredde, per effetto di umidità muraria da quelle prodotte da un ponte termico o da una filatura fredda, proveniente da una non perfetta tenuta all'aria di un serramento, ecc.

In questo paragrafo tratteremo d'indagini quantitative, che hanno cioè il fine di determinare la quantità d'acqua effettivamente presente all'interno della porzione d'elemento costruttivo esaminata.

Aspetto di fondamentale importanza nell'esecuzione delle prove ponderali è il rispetto delle modalità di svolgimento dei prelievi.

Per la loro esecuzione è infatti necessario l'uso di un trapano percussore che prelevi il campione per foratura e rotazione dal volume di materiale in esame; la rotazione del mandrino deve però essere controllata, affinché possa essere mantenuto il numero di giri più lento possibile, evitando così il surriscaldamento della punta che provocherebbe l'evaporazione di parte dell'acqua contenuta nel materiale forato.

La polvere, estratta dal muro, deve essere raccolta in boccette di vetro che possano essere mantenute a tenuta stagna, dopo aver ultimato il prelievo del campione: tutto lo svolgimento della prova deve quindi essere caratterizzato dalla massima attenzione a mantenere invariato il contenuto d'acqua del campione estratto.

Con riferimento, ad esempio, ad una muratura, il campione potrà essere preso ad altezze e profondità differenti, al fine di testare il contenuto d'acqua degli intonaci, dei letti di malta, dei blocchi costituenti il pannello murario, ecc.: tutti i punti di prelievo devono essere annotati in modo indelebile sulla muratura, fotografati e catalogati su supporto mobile in modo che possano essere associati a ciascun contenitore di vetro, riempito di polvere muraria e riprodotti negli stessi punti, in futuro.

Le boccette, riposte all'interno di un contenitore a tenuta termica, sono quindi consegnate presso un laboratorio, accreditato per l'esecuzione di queste prove; secondo il dettato della Norma di buona tecnica vigenti in materia, è quindi calcolato il contenuto d'acqua della polvere di ciascuna boccetta, pesandolo nelle condizioni in cui è stato campionato e dopo il suo riscaldamento per un tempo prefissato, all'interno della apposita camera di una termobilancia, che legge quindi il peso della polvere prima e dopo il riscaldamento e, per via diretta, determina il contenuto d'acqua del campione, corrispondente alla sua variazione in peso.

Questo strumento permette di rilevare parametri molto utili per caratterizzare il livello d'umidità ambientale e verificare lo stato termoigrometrico delle superfici che delimitano gli ambienti oggetto d'esame.

Grazie al suo impiego è infatti calcolabile l'umidità relativa e la temperatura dell'aria contenuta nello spazio d'interesse ed i valori che derivano da loro come, ad esempio, la temperatura di rugiada (espressa spesso colloquialmente anche nella sua traduzione inglese dew point).

Con l'uso di questo strumento è anche valutabile il livello di rischio di condensazione, presente su una qualsivoglia superficie. Lo psicrometro è dotato infatti di un pirometro, un sensore cioè alla radiazione infrarossa analogo a quello di una termocamera, ma composto da qualche pixel solamente. Il pirometro rileva la distribuzione della temperatura superficiale del punto della superficie muraria oggetto d'indagine e lo psicrometro, a cui il pirometro è integrato, confronta contestualmente, i valori ottenuti con quelli d'umidità presi in ambiente: dal confronto automatico che esegue, individua se la superficie esaminata è a rischio o meno di condensazione superficiale.

Altro strumento fondamentale per la diagnostica dell'umidità ambientale è il datalogger; questo apparecchio permette di registrare i parametri termoigrometrici ambientali fondamentali: temperatura ed umidità relativa; il software, al suo interno, determina analiticamente altri parametri come il punto di rugiada l'umidità specifica, ecc. Il rilievo può essere effettuato con la cadenza temporale preferita; i dati ottenuti sono archiviati su una memoria a flash card inserita all'interno dello strumento: attraverso la connessione di quest'ultimo al PC, si possono trasferire su quest'ultimo in formato di foglio elettronico e grafico per eseguire le opportune considerazioni, finalizzate allo studio in corso.

Molto interessante è la predisposizione, su alcuni datalogger, di un congegno di blocco a combinazione grazie al quale è possibile accedere allo scarico dati solo alle persone autorizzate; in occasione di vertenze giudiziarie, ad esempio, nelle quali il CTU ritiene necessario procedere alla diagnostica dell'andamento dell'umidità ambientale ai fini della redazione della sua perizia, può in questa maniera riservarsi la possibilità dello scarico dei dati, evitando che, una delle parti, possa manipolarli senza sua autorizzazione.

Si riportano, di seguito, due immagini raffiguranti lo stralcio di un listato dei rilevati da un datalogger ed il grafico degli stessi, scaricato dal datalogger.

L'immobile in esame, entro il quale si trova l'appartamento studiato nel presente sopralluogo, è stato realizzato in muratura portante di blocchi di tufo, rivestiti sia internamente che internamente con intonaco. L'intonaco esterno è decorato a bugne nella parte bassa e, a partire dal primo piano, è invece rasato liscio; internamente esso è sempre tirato a liscio.

L'abitazione in esame si trova la piano terreno dell'immobile di cui sopra.

Essa è stata oggetto di più interventi di manutenzione ordinaria nel corso del tempo, volti a cercare di eliminare, in via definitiva, il degrado prodotto dall'umidità da risalita capillare: rifacimento d'intonaci, iniezioni di prodotti idrofobi, posa in opera di contropareti, ecc.

Il fabbricato, contenitore dell'unità immobiliare, è un'immobile a scheletro portante di calcestruzzo armato, tamponato con muratura di laterizio intonacata su entrambi i lati.

L'appartamento sovrastante era oggetto di un intervento di ristrutturazione: durante questi lavori, si sono manifestati danneggiamenti, all'interno dell'abitazione, dovuti a percolazioni fluide in alcuni suoi punti.

Le tecniche d'indagine enumerate permettono di ottenere, per via non distruttiva, numerosi dati d'elevato interesse nella diagnostica e risanamento di murature umide.

Questa popolazione d'informazioni va correttamente interpretata da un tecnico specializzato che deve avvalersi, nel suo operato, di strumenti adatti a fornire le informazioni necessarie e sufficienti per non incorrere in errori di valutazione.

La strumentazione è notevolmente costosa e questo dato di fatto si riscontra, in media, nel prezzo d'acquisto di report diagnostici di buona qualità.

La “visione” della termocamera arriva ad una profondità, in media, di 4 – 5 cm: non è pertanto in grado di “vedere” in profondità oltre questa misura, individuando, ad esempio, l'origine di una percolazione. È fondamentale, per lo scrivente professionista ed operatore termografico di II° livello, evidenziare questo punto a salvaguardia e monito per il lettore interessato.

È altresì molto utile per controllare lo stato di bagnatura di una superficie, oltre a quello che già visivamente si possa riscontrare, in ordine a verificare, con maggiore immediatezza, l'andamento dell'umidità muraria nel tempo.

Il dato oggettivo, fornito dalla prova ponderale, è sicuramente un punto di partenza valido per ragionare del contenuto d'acqua, presente in un maschio murario affetto da patologie d'umidità; trattandosi però di un sondaggio puntuale, fornisce un dato altrettanto localizzato con comprensibili limiti d'applicazione nell'estensione a superfici bidimensionali, relativamente molto più estese.